CONTROL DE ARENAS EN POZOS PETROLERO

CONTROL DE ARENAS EN POZOS PETROLERO

Terminaciones y avenamiento:

Los problemas operacionales relacionados con la producción de arena, incluyen desde, insignificantes inconvenientes hasta graves como la pérdida de la productividad e inclusive del control del pozo. Es por ello que, para contar con una terminación exitosa que evite los problemas de arenamiento, se requiere que cada uno de los procedimientos que se lleven a cabo, sean diseñados y ejecutados adecuadamente. Por supuesto, las operaciones de instalación de los equipos de control de arena, no deben excluirse de ello. Esto significa que se debe mantener la estabilidad del pozo y la formación, durante las operaciones de perforación y terminación, ya que estos son requerimientos necesarios para evitar futuros problemas que se pueden presentar. Antes de entender esto, se requiere primeramente definir unos términos para comprender mejor esta problemática.

¿Qué es una terminación?

Una terminación consiste en establecer en forma controlada y segura los procedimientos encaminados a explotar el yacimiento a través de las tuberías de producción permitiendo así, la comunicación entre el yacimiento y la superficie. Las operaciones de terminación, inician cuando se llega al objetivo de perforación y concluyen cuando el pozo entra en producción. Estas operaciones se caracterizan por una serie de actividades típicas (aunque no necesariamente aplicables en todos los casos)como son: limpieza del pozo, colocación de empaques con grava, acidificaciones de intervalos productores, fracturamientos, asentamientos de la tubería de producción y de los empacadores, todas enfocadas a explotar los hidrocarburos de los yacimientos.(Garaicochea P., 1983).El objetivo primordial de la terminación de un pozo, es la de explotar eficientemente el yacimiento al menor costo posible, cuidando también de las tuberías de revestimiento que lo componen, porque son estas las que representan la vida del pozo. El criterio de la productividad es un factor muy importante en pozos que requieren

sistemas adicionales como el de “control de arena”, debido

a que estas son extremadamente sensibles a errores que puedan ocurrir en algunas de las técnicas utilizadas en la terminación y ello verse reflejado como una baja e inclusive pérdida de la productividad del pozo.

¿Qué es un arenamiento?

Antes de abordar el tema de arenamiento se debe detallar, qué son las arenas y de quéestán formadas, para ello, se define que: las rocas detríticas o clásticas son resultados dela acumulación de elementos separados de rocas preexistentes por elementos externos,como la erosión y transportados a grandes distancias por el viento, ríos o glaciares ycementados o no después de su depositación (Guillemot, 1982). Entre estas rocas sepuede definir las arenas por la posición de sus granos en la escala de tamaños(presentados en la tabla 1.1), siendo la de Wentworth la más utilizada, reservando elnombre de arena a cuyos elementos tienen un tamaño comprendido entre los 2 y 0.063mm.Ahora, se puede ver la definición de arenamiento que es: la producción de pequeñas ograndes partículas de sólido junto con los fluidos que son producidos del yacimientodebido a la baja consolidación de la formación productora (Garaicochea P., 1983).

Comúnmente, es preferible utilizar el término “producción de sólidos” en lugar de“producción de arena” ya que, esto implica que solo las areniscas frágiles o poco

consolidadas son las que están susceptibles de ser producidas. A medida que elyacimiento descarga petróleo hacia el pozo, con el tiempo se va acumulando arena ysedimento en el fondo del pozo. Esta acumulación puede ser de tal magnitud y altura quepuede disminuir drásticamente o impedir completamente la producción del pozo.Los casos de arenamiento son más graves y más frecuentes cuando los estratos sondeleznables. Cuando se dan estratos de este tipo, la terminación del pozo se hace demanera que, desde el inicio de la producción, el flujo de arena y sedimentos sea lo másleve por el más largo tiempo posible. Para lograr esto, el tramo de la sarta derevestimiento y de producción que cubre el estrato productor es de tubos ranuradosespecialmente. Las ranuras, cortadas de afuera hacia adentro y de apariencia cuneiforme,tienen una abertura lo suficiente estrecha, según análisis granulométrico de la arena, pararetener la arena y lograr que el apilamiento de los granos sea compacto y estable y, porende, no fluyan junto con el petróleo hacia el pozo.

El arenamiento de los pozos es de ocurrencia muy común. Y para mantener los pozos enproducción plena se recurre a desarenarlos y limpiarlos utilizando fluidos debidamenteacondicionados que se bombean progresivamente hasta el fondo para extraer la arena ysedimentos hasta la superficie por circulación continua. Algunas veces no es suficiente lacirculación de fluidos y hay que utilizar achicadores o bombas desarenadoras en el fondodel pozo para poder hacer la limpieza. Además de disminuir la capacidad productiva delpozo, la presencia de arena en el pozo es dañina porque a medida que fluye con elpetróleo causa cacarañeo, corrosión o abrasión de las instalaciones en el pozo y en lasuperficie. En el caso de pozos de flujo natural, la velocidad del flujo hace que la arena ysedimentos acentúen su poder de desgaste sobre las instalaciones. En los pozos debombeo mecánico, a veces, es muy serio el daño que la arena causa a la bomba y suspartes, principalmente a las varillas de succión, al vástago pulido y a la sarta eductora.

La fracturación hidráulica, fractura hidráulica o estimulación hidráulica:

(también conocida por el término en inglés fracking) es una técnica para posibilitar o aumentar la extracción de gas y petróleo del subsuelo. El procedimiento consiste en la perforación de un pozo vertical en el cual, una vez alcanzada la profundidad deseada, se gira el taladro 90° en sentido horizontal y se continúa perforando entre 1000 y 3000 m de longitud; a continuación se inyecta en el terreno agua a presión mezclada con algún material apuntalante y químicos, con el objetivo de ampliar las fracturas existentes en el sustrato rocoso que encierra el gas o el petróleo, y que son típicamente menores a 1 mm, y favorecer así su salida hacia la superficie. Habitualmente el material inyectado es agua con arena y productos químicos, lo cual favorece la fisuración e incluso la disolución de la roca.

Se estima que en 2010 esta técnica estaba presente en aproximadamente el 60 % de los pozos de extracción en uso.2 Debido a que el aumento del precio de los combustibles fósiles ha hecho

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